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第三種電気主任技術者への道（機械編）

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R4年度の電験三種受験に向け勉強中。 R3年度は理論科目だけ合格。 電力科目に目処がついたので次は機械科目。 ブログを勉強のアウトプット用に活用してます。 あまり人に見てもらうこ…
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#過去問

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R1 機械 問13 周波数伝達関数

周波数伝達関数にどういう意味があるのかよく理解していないけれど、とりあえず問題で聞かれたことには答えられるようにならなければ。

電験というよりは数学の問題を解いている感覚。とりあえず致し方なし。

まだ照明、電熱、電気化学など触れてない分野はあるけれど、出題頻度も多くないし、建築士試験の知識で多少は考える糸口は持っているつもりなので後回し。

電力の時と同様に、R2年度の過去問を解いてみて実力を

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H30 機械 問13 ブロック線図の等価変換

なかなか難しかったけれど、いろんな答え見てしっくりきた解き方。

もう少しきれいに解けそうだけれど、この解き方なら公式覚えなくても行けそう。

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H25 機械 問18 論理式の簡略化

論理式の変換法則で、通常の四則演算と異なるものだけ整理すると

①A＋1＝1、A＋0＝A、A•1＝A、A•0＝0
②A＋(B•C)＝(A＋B)•(A＋C)
③A•A＝A
④A＋A＝A
⑤A•(A＋B)＝A
⑥A＋A•B＝A
⑦ド・モルガンの定理
・A•Bの否定＝Aの否定＋Bの否定
・A＋Bの否定＝Aの否定•Bの否定

あとは丁寧に整理していく。

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H26 機械 問16 電圧チョッパ制御

左右反転の下りはうまく説明は出来ないけれど、なんとなく理解はできる。
時間がないので先に進む。

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H29 機械 問16 単相交流電力調整回路

(a)
順抵抗負荷の場合は位相のずれが生じないので、波形1となる。
誘導性負荷の場合は電圧に対して電流が遅れるなで、波形2となる。

(b)

最後、電圧の比ではなくて電力の比なので間違えないように。

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H30 機械 問15 降圧チョッパ

(a)
図1においてダイオードDとRL直列回路は並列なので、図2のt₁においてVdに電圧がかかっているということは、Dにも電圧がかかっているということであり、スイッチSはオンであることがわかる。
逆にt₂ではスイッチSはオフである。

t₁において、電源電圧EはダイオードDにとって逆電圧となるため、電流は流さない。
よってt₁における電流経路は(A)である。

t₂においては、スイッチがオフなので

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H25 機械 問15 単相変圧器の高圧側換算と効率

変圧器のB問題をもう一つ。

既知の値は、
・定格容量
・定格一次電圧
・定格二次電圧

分かっていることとして、
①高圧側回路を開放して低圧側回路に定格電圧を加えた時の電力計指示値
②低圧側回路を短絡して高圧側回路にインピーダンス電圧を加えて定格電流を流した時の電力計指示値

①、②がどういうことなのか文章だけでは分かりにくいけれど、①は高圧側開放、低圧側定格電圧なので無負荷試験、②は低圧側短絡

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H30 機械 問15 単相変圧器の一次側換算

変圧器のB問題。
変圧器の諸量の一次側換算における比率の関係は、

　N₁/N₂＝V₁/V₂＝I₂/I₁＝a
　　N₁：一次側巻数
　　N₂：二次側巻線
　　V₁：一次電圧
　　V₂：二次電圧
　　I₁：一次電流
　　I₂：二次電流
　　a：巻数比(定数)

既知の値は
・一次電圧V₁
・二次電圧V₂
・一次巻線抵抗r₁
・一次巻線漏れリアクタンスx₁
・二次巻線抵抗r₂
・二次巻線漏れリアクタン

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H26 機械 問8 単相変圧器の電圧変動

電圧降下率εの近似式は、

　ε＝p×cosθ＋q×sinθ

で表される。ここで、百分率電圧降下p、百分率リアクタンス降下qはそれぞれ、

　p＝(r₂₁×I₂ₙ／V₂ₙ)×100
　q＝(x₂₁×I₂₁／V₂ₙ)×100

で求められる。これより、

　p＝{(1.0×10⁻³)×(1×10³)／100}×100
　　＝1.0[%]
　q＝{(3.0×10⁻³)×(1×10³)／100}×10

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H28 機械 問8 変圧器の巻線抵抗値

これは単純に比の計算でいいのかな。

20℃→1Ω
75℃→xΩ

1：x ＝(235＋20)：(235＋75)
x＝1×310/255
 ＝1.215[Ω]

なので(3)が正解。
これは簡単すぎた。

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H26 機械 問7 単相変圧器の等価回路

(ア)
a＝N₁／N₂＝V₁／V₂
V₁＝a×V₁＝V₂'
なのでa

(イ)
a＝N₁／N₂＝I₂／I₁
I₁＝I₂×1/a＝I₂'
なので1/a

(ウ)
V＝rI → r＝V／I
a＝N₁／N₂＝V₁／V₂
　　　　　＝r₁I₁／r₂I₂
　　　　　＝(r₁／r₂) × (I₁／I₂)
　　　　　＝(r₁／r₂) × (1／a)
r₁＝r₂×a²＝r₂'
なのでa²

(エ)(オ)
リアクタ

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H26 機械 問6 T形等価回路とL形等価回路

(ア)
誘導電動機と等価回路が似ているのは変圧器

(イ)
図は見るからにT型回路

(ウ)
誘導電動機の始動時は滑りがほぼ1なので、二次抵抗が小さくなり、相対的に一次抵抗が大きくなる。

(エ)
磁束が減少するのだから、トルクも当然減少する。

(5)
定格運転時は、L形等価回路とすることで計算が簡単になる。
この場合、L形にするには励磁回路を図の左側に端子に移すこととなる。

よって(2)が正

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H27 機械 問7 三相変圧器

(1)
設問を自分の言葉で正しく言葉で説明できないのは、ちゃんと理解できてないからだけれど、ヒステリシス現象による残量磁束や磁気飽和現象があるから、励磁電流高調波が発生するということはなんとなくわかった。
また、Δ結線により巻線内に循環させる事ができるのも、回路図を見ればなんとなく分かる。
なので(1)は正しい

(2)
反対にΔ結線がないと第三高調波の逃げ場がなく、相電圧波形に歪みができる。

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H28 機械 問7 各種変圧器

(1)

単相変圧器は以前の問題で触れた通り、上図のような回路となる。
変圧器の自己容量Pₛと負荷容量Pʟは、
　Pₛ＝V₂I₂
　Pʟ＝(V₁＋V₂)I₂
V₁,V₂ともに正の値なので、Pₛ＜Pʟとなる。
なので(1)は正しい。

(2)
三巻線変圧器とは、共通の一次巻線に対して二次巻線と三次巻線があり、巻数比によって異なる電圧と容量を得ることができる。
三巻線変圧器の特徴は以下の通り。
①二巻

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